(57)【要約】  ピンホールおよび破断が発生しにくく、多数のキャビティを有する金型を用いた発光ダイオードの大量生産にも適用できる、金型による発光ダイオード製造用の離型フィルム、および該離型フィルムを用いた発光ダイオードの製造方法の提供を目的とする。  発光ダイオードの発光素子を樹脂で封止して、略半球形状のレンズ部を形成する金型のキャビティ面に配置する離型フィルムであって、厚さが１６〜１７５μｍであり、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準拠して測定した１１０℃における引張破断伸度が６００〜３０００％である離型フィルム。また、該離型フィルムを用いた発光ダイオードの製造方法。
2011037034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードの発光素子を封止樹脂で封止して、略半球形状のレンズ部を形成する金型のキャビティ面に配置する離型フィルムであって、
厚さが１６〜１７５μｍであり、
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準拠して測定した１１０℃における引張破断伸度が６００〜３０００％である離型フィルム。
【請求項２】
前記離型フィルムが、フッ素樹脂からなるフィルムである請求項１に記載の離型フィルム。
【請求項３】
前記フッ素樹脂フィルムが、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体である請求項２に記載の離型フィルム。
【請求項４】
前記エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体が、エチレンとテトラフルオロエチレンと（ペルフルオロブチル）エチレンとの共重合体である請求項３に記載の離型フィルム。
【請求項５】
前記略半球形状のレンズ部が砲弾型のレンズ部であり、該レンズ部の半球部分の直径が０．２〜５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の離型フィルム。
【請求項６】
金型により、発光素子を封止樹脂で封止して発光ダイオードを製造する方法であって、下記工程（ａ）〜（ｅ）を有する、発光ダイオードの製造方法。
（ａ）請求項１〜５のいずれかに記載の離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
（ｂ）前記離型フィルムを金型のキャビティ面側に真空吸引する工程。
（ｃ）発光素子をキャビティ内の所定の位置に配置する工程。
（ｄ）キャビティ内に封止樹脂を充填し、該封止樹脂により前記発光素子を封止して発光ダイオードを得る工程。
（ｅ）金型内から発光ダイオードを取り出す工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、離型フィルムおよび発光ダイオードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、低電力で高輝度が得られ、かつ長寿命であることから、各種照明、サインボード、液晶表示パネルのバックライト、自動車のテールランプ等に用いられている。発光ダイオードは、Ｎ型半導体とＰ型半導体とを接合させ、該界面で電子と正孔とが結合することでエネルギーを発生し、光を発する。発光ダイオードは、蛍光灯に比べ消費電力は約２分の１であり、寿命は構造上半永久的といわれており、しかも水銀等の有害物質を含まず、熱の発生が少ないことから、環境負荷の少ない省エネルギー型、高信頼性の光源として注目を集めている。【０００３】
発光ダイオードの発光素子は点発光であり、光が全方向に放射される。そこで、発光素子から放射される光の方向を発光ダイオードの正面方向に揃え、正面輝度を向上させる目的から、発光ダイオードでは多くの場合、略半球型または砲弾型のレンズ部が形成される。またレンズ部には、発光素子に電気絶縁性を付与し、また水、湿気等の外部環境から発光素子を保護する機能が必要である。そのため、レンズ部は、光の減衰が少なく、かつ耐熱性に優れた透明な封止樹脂で封止することにより形成される。封止樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が用いられる。【０００４】
発光ダイオードの製造方法としては、例えば、圧縮成形法またはトランスファー成形法によりレンズ部（樹脂封止部）を形成する製造方法が挙げられる。つまり、発光素子が実装された基板を、発光素子が金型の封止樹脂成形部（以下、「キャビティ」という。）内の所定の場所に位置するように配置し、キャビティ内に封止樹脂を充填してレンズ部を形成する方法が挙げられる。該製造方法は生産性に優れている。しかし、前記成形法による発光ダイオードの製造では、金型を使用することから、レンズ部が金型から離型しにくい場合、発光ダイオードを無理に離型すると、レンズ部が傷ついたり、割れたりして歩留まりが低下することがある。【０００５】
上記問題を解決する方法としては、下記（ｉ）および（ii）の方法が挙げられる。
（ｉ）発光素子の封止工程において、封止樹脂に内部離型剤を添加する方法（例えば、特許文献１）。
（ii）金型のキャビティ面を離型フィルムで覆った状態でキャビティ内に封止樹脂を充填してレンズ部を形成し、離型フィルムからレンズ部を離型する方法（例えば、特許文献２）。該方法では、離型フィルムを、真空吸引により金型のキャビティ形状に追従するように引き延ばして変形させ、キャビティ面に吸着させた状態でレンズ部を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５２３５１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４４２８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
方法（ｉ）は、離型剤の添加により、封止樹脂の透明性が損なわれ、発光ダイオードの輝度が低下する問題がある。方法（ii）は、離型剤によって封止樹脂の透明性が損なわれることがないので、発光ダイオードの輝度低下の問題はない。しかし、方法（ii）には、下記の問題がある。
方法（ii）では、離型フィルムを略半球形状（略半球型、砲弾型）のレンズ部に対応する形状のキャビティに沿わせるため、離型フィルムが三次元的に変形される。そのため、形成するレンズ部の形状、すなわちキャビティの形状によっては、離型フィルムが大きく変形され、該離型フィルムにピンホールが発生したり、フィルムが部分的に破断したりすることがある。離型フィルムにピンホールや破断が生じると、その部分の金型のキャビティ面に、揮発した封止樹脂成分や封止樹脂そのものが付着する。この場合、金型に付着した樹脂成分等の影響で、得られる発光ダイオードのレンズ部に変形が生じて不良品となるため、歩留まりが低下する。さらに、該問題を解消するには、金型に付着した封止樹脂等の洗浄工程、製造装置からの金型の取り外しおよび再装着工程が必要になるため、製造コストが上昇する。
また、近年では、低コストで一度に大量の発光ダイオードを製造するために、多くのキャビティが狭いピッチで形成された金型を用いた一括成型が増加している。このような複雑な形状の金型では、離型フィルムにピンホールや破断が生じるおそれが高まる。【０００８】
本発明は、ピンホールおよび破断が発生しにくく、多数のキャビティを有する金型を用いた発光ダイオードの大量生産にも適用できる、金型による発光ダイオード製造用の離型フィルムの提供を目的とする。
また、本発明は、前記離型フィルムを用いて、良好な品質の発光ダイオードを安定して製造する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
［１］発光ダイオードの発光素子を封止樹脂で封止して、略半球形状のレンズ部を形成する金型のキャビティ面に配置する離型フィルムであって、厚さが１６〜１７５μｍであり、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準拠して測定した１１０℃における引張破断伸度が６００〜３０００％である離型フィルム。
［２］前記離型フィルムが、フッ素樹脂からなるフィルムである前記［１］に記載の離型フィルム。
［３］前記フッ素樹脂フィルムが、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体である前記［２］に記載の離型フィルム。
［４］前記エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体が、エチレンとテトラフルオロエチレンと（ペルフルオロブチル）エチレンとの共重合体である前記［３］に記載の離型フィルム。
［５］前記略半球形状のレンズ部が砲弾型のレンズ部であり、該レンズ部の半球部分の直径が０．２〜５ｍｍである前記［１］〜［４］のいずれかに記載の離型フィルム。
［６］金型により、発光素子を封止樹脂で封止して発光ダイオードを製造する方法であって、下記工程（ａ）〜（ｅ）を有する、発光ダイオードの製造方法。
（ａ）前記［１］〜［５］のいずれかに記載の離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
（ｂ）前記離型フィルムを金型のキャビティ面側に真空吸引する工程。
（ｃ）発光素子をキャビティ内の所定の位置に配置する工程。
（ｄ）キャビティ内に封止樹脂を充填し、該封止樹脂により前記発光素子を封止して発光ダイオードを得る工程。
（ｅ）金型内から発光ダイオードを取り出す工程。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の離型フィルムは、金型による発光ダイオード製造用の離型フィルムであり、ピンホールおよび破断が発生しにくい。そのため、多数のキャビティを有する金型を用いた発光ダイオードの大量生産にも好適に使用できる。
また、本発明の製造方法によれば、良好な品質の発光ダイオードを安定して製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における発光ダイオードの一例を示した概略正面図。（Ａ）略半球型、（Ｂ）砲弾型。
【図２】本発明における金型の一例を示した断面図である。
【図３】本発明の発光ダイオードの製造方法の一工程を示した断面図である。
【図４】本発明の発光ダイオードの製造方法の一工程を示した断面図である。
【図５】本発明の発光ダイオードの製造方法の一工程を示した断面図である。
【図６】本発明の発光ダイオードの製造方法の一工程を示した断面図である。
【図７】本発明の発光ダイオードの製造方法の一工程を示した断面図である。
【図８】本発明の発光ダイオードの製造方法の一工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜離型フィルム＞
本発明の離型フィルム（以下、「本離型フィルム」という。）は、発光ダイオードの発光素子を封止樹脂で封止して、略半球形状のレンズ部を形成する金型のキャビティ面に配置する離型フィルムである。すなわち、本離型フィルムは、レンズ部の製造時に、発光ダイオードのレンズ部の形状に対応する形状のキャビティを有する金型の、キャビティ面を覆うように配置され、形成したレンズ部とキャビティ面の間に位置されることで、得られた発光ダイオードの金型からの離型性を高めるフィルムである。
【００１３】
本離型フィルムには、離型性、表面平滑性、成形時の金型の温度である１１０℃〜１４０℃程度に耐え得る耐熱性、封止樹脂の流動や加圧力に耐え得る強度が求められる。
本離型フィルムとしては、離型性、耐熱性、強度、高温での伸びの点から、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂からなる群から選ばれる１種以上の樹脂からなるフィルムが好ましく、フッ素樹脂からなるフィルムがより好ましい。本離型フィルムは、フッ素樹脂と非フッ素樹脂を併用したフィルムであってもよく、無機添加剤、有機添加剤等が配合されたフィルムであってもよい。
【００１４】
ポリオレフィンとしては、離型性および金型追随性の点から、ポリメチルペンテンが好ましい。ポリオレフィンは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂としては、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（以下、「ＥＴＦＥ」という。）、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）／テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。なかでも、高温での伸びが大きい点から、ＥＴＦＥが特に好ましい。フッ素樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１５】
ＥＴＦＥにおけるテトラフルオロエチレン（以下、「ＴＦＥ」という。）に基づく繰返し単位とエチレン（以下、「Ｅ」という。）に基づく繰返し単位との含有比率（ＴＦＥ／Ｅ）は、モル比で、８０／２０〜４０／６０が好ましく、７０／３０〜４５／５５がより好ましく、６５／３５〜５０／５０が特に好ましい。ＴＦＥ／Ｅに基づく各繰返し単位の含有比率が前記範囲内であれば、ＥＴＦＥは耐熱性と機械物性に優れる。
【００１６】
ＥＴＦＥは、Ｅに基づく繰返し単位およびＴＦＥに基づく繰返し単位以外に、その他のモノマーに基づく繰返し単位を含んでもよい。その他のモノマーの具体例としては、フッ素を含む下記モノマー（ａ１）〜（ａ５）が挙げられる。
モノマー（ａ１）：炭素数３以下のフルオロオレフィン類。
モノマー（ａ２）：Ｘ（ＣＦ２）ｎＣＹ＝ＣＨ２（Ｘ、Ｙは、それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、ｎは２〜８の整数を示す。）で表されるポリフルオロアルキルエチレン。
モノマー（ａ３）：フルオロビニルエーテル類。
モノマー（ａ４）：官能基含有フルオロビニルエーテル類。
モノマー（ａ５）：脂肪族環構造を有する含フッ素モノマー。
【００１７】
モノマー（ａ１）としては、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ素ビニル、クロロトリフルオロエチレン等のフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン（以下、「ＨＦＰ」という。）、２−ヒドロペンタフルオロプロピレン等が挙げられる。
【００１８】
モノマー（ａ２）としては、ｎが２〜６のモノマーが好ましく、２〜４のモノマーがより好ましい。具体例としては、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２（（ペルフルオロブチル）エチレン、以下、「ＰＦＢＥ」という。）、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＨ２、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＨ２、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＨ２等が挙げられる。
モノマー（ａ３）としては、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（エチルビニルエーテル）、ペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）（以下、「ＰＰＶＥ」という。）、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｏ（ＣＦ２）２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ）２（ＣＦ２）２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）２ＣＦ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）２ＣＦ＝ＣＦ２等が挙げられる。
モノマー（ａ４）としては、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３ＣＯ２ＣＨ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）３ＣＯ２ＣＨ３、ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）Ｏ（ＣＦ２）２ＳＯ２Ｆ等が挙げられる。
モノマー（ａ５）としては、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、２，２，４−トリフルオロ−５−トリフルオロメトキシ−１，３−ジオキソール、ペルフルオロ（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラン）等が挙げられる。
【００１９】
また、その他のモノマーとしては、フッ素を含まない下記モノマー（ｂ１）〜（ｂ４）が挙げられる。
モノマー（ｂ１）：オレフィン。
モノマー（ｂ２）：ビニルエステル。
モノマー（ｂ３）：ビニルエーテル。
モノマー（ｂ４）：酸無水物。
【００２０】
モノマー（ｂ１）としては、プロピレン、イソブテン等が挙げられる。
モノマー（ｂ２）としては、酢酸ビニル等が挙げられる。
モノマー（ｂ３）としては、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等が挙げられる。
モノマー（ｂ４）としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水ハイミック酸（５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物）等が挙げられる。
これら、その他のモノマーは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
ＥＴＦＥにおけるその他のモノマーとしては、モノマー（ａ２）、ＨＦＰ、ＰＰＶＥ、酢酸ビニルが好ましく、ＨＦＰ、ＰＰＶＥ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２、ＰＦＢＥがより好ましく、ＰＦＢＥが最も好ましい。
【００２２】
ＥＴＦＥが、その他のモノマーに基づく繰返し単位を含有する場合、全モノマー１００ｍｏｌ％に対するその他のモノマーの含有量は、０．０１〜２０ｍｏｌ％が好ましく、０．１０〜１５ｍｏｌ％がより好ましく、０．２０〜１０ｍｏｌ％が特に好ましい。その他のモノマーが前記範囲内であれば、ＥＴＦＥは耐熱性と機械物性に優れる。
【００２３】
ＥＴＦＥがＰＦＢＥに基づく繰返し単位を含有する場合、全モノマー１００ｍｏｌ％に対するＰＦＢＥの含有量は、０．１０〜１５ｍｏｌ％が好ましく、０．２０〜１０ｍｏｌ％より好ましく、０．３０〜５ｍｏｌ％が特に好ましい。ＰＦＢＥの含有量が前記範囲内であれば、ＥＴＦＥは耐熱性と機械物性に優れる。
【００２４】
離型フィルムを構成する樹脂としては、ＥＴＦＥのなかでも、ＥとＴＦＥとＰＦＢＥとの共重合体（以下、「ＰＦＢＥ含有ＥＴＦＥ」という。）が特に好ましい。
【００２５】
本発明で使用されるＥＴＦＥの溶融流量（ＭＦＲ）は、２〜４０ｇ／１０分が好ましく、５〜３０ｇ／１０分がより好ましく、１０〜２０ｇ／１０分が特に好ましい。ＥＴＦＥのＭＦＲが前記範囲内であれば、ＥＴＦＥの成形性が向上し、本離型フィルムの機械特性が向上する。
前記ＭＦＲは、ＡＳＴＭ  Ｄ３１５９に従って５ｋｇ負荷を用い、２９７℃で測定される値である。
【００２６】
本離型フィルムの厚さは、１６〜１７５μｍであり、１６〜１５０μｍが好ましく、２６〜１５０μｍがより好ましく、５０〜１００μｍがさらに好ましい。厚さが１６μｍ以上であれば、フィルムにピンホールおよび破断が生じることを抑制できる。厚さが１７５μｍ以下であれば、本離型フィルムが容易に変形でき、金型のキャビティ形状への追従性が向上するため、本離型フィルムがしっかりとキャビティ面に密着でき、良好な品質の発光ダイオードを安定して製造できる。
また、本離型フィルムの厚さは、金型のキャビティが大きいほど、前記範囲内において薄いことが好ましい。また、多数のキャビティを有する複雑な金型であるほど、前記範囲内において薄いことが好ましい。
【００２７】
本離型フィルムの１１０℃における引張破断伸度は、６００〜３０００％であり、６２０〜２０００％が好ましく、６４０〜１５００％がより好ましい。引張破断伸度が６００％以上であれば、本離型フィルムが容易に変形でき、金型のキャビティ形状への追従性が向上するため、本離型フィルムにピンホールが発生したり、部分的に破断したりすることを抑制できる。引張破断伸度が３０００％以下であれば、本離型フィルムにおける伸びた部分の厚みが極端に薄くなり、金型のキャビティ面を覆うフィルムに大きな厚みムラが生じることを抑制できる。そのため、良好な形状のレンズ部を有し、優れた光学特性を示す発光ダイオードを安定して製造できる。
引張破断伸度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準拠した方法で、厚さ５０μｍの試験フィルムについて、温度１１０℃、引張速度５０ｍｍ／分の条件での引張試験を行うことにより測定される。
本離型フィルムの引張破断伸度は、樹脂の分子量および結晶化度を調整することにより調整できる。具体的には、樹脂の分子量が高いほど引張破断伸度が高くなる。また、樹脂の結晶化度が低いほど、引張破断伸度が高くなる。
【００２８】
本離型フィルムの表面は、平滑であることが好ましい。表面が平滑な本離型フィルムを用いることにより、高品質なレンズ部が形成されやすく、光学特性に優れた発光ダイオードの製造が容易になる。
フィルムの一方の表面を梨地とし、該表面を金型のキャビティ側にして使用すれば、キャビティへの真空吸着が容易になるが、該フィルムの使用はレンズ部に変形を生じさせてレンズ精度を低下させるおそれがある。
具体的には、本離型フィルムの表面の１０点平均粗さ（Ｒｚ）は、鏡面の場合、０．０１〜０．１μｍが好ましい。
梨地表面の場合には、０．１５〜３．５μｍが好ましい。前記Ｒｚが０．１５μｍ以上であれば、本離型フィルムのキャビティへの真空吸着が促進される。また、前記Ｒｚが３．５μｍ以下であれば、発光ダイオードのレンズ表面に凹凸が形成されることを抑制しやすい。
前記Ｒｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して測定される値である。
【００２９】
本離型フィルムは、前記組成の樹脂を用いて、所定のリップ幅を有するＴダイを具備する押出機による溶融成形等により製造できる。
【００３０】
以上説明した本離型フィルムは、金型により、略半球形状のレンズ部を有する発光ダイオードを製造する際に用いる。本発明における略半球形状のレンズ部とは、略半球型のレンズ部、および砲弾型のレンズ部を含む。砲弾型のレンズ部とは、円柱形状の樹脂封止部分と、その上の略半球形状のレンズ部分とからなる形状のレンズ部である。
図１（Ａ）に、略半球型のレンズ部を有する発光ダイオードの一例を示す。また、図１（Ｂ）に、砲弾型のレンズ部を有する発光ダイオードの一例を示す。
【００３１】
発光ダイオード１Ａは、図１（Ａ）に示すように、基板１１ａ上に発光素子１２ａが実装され、発光素子１２ａが封止樹脂で封止されて略半球型のレンズ部１３ａが形成されている。発光ダイオード１Ａを白色発光ダイオードとする場合には、蛍光体を分散させた樹脂で発光素子１２ａを封入した状態で、その周りを封止樹脂で封止してレンズ部１３ａを形成する。
レンズ部１３ａの直径ｄ１は、０．１〜３０ｍｍが好ましく、０．５〜２０ｍｍがより好ましい。
【００３２】
発光ダイオード１Ｂは、図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム１１ｂと一体化形成したカップ１２ｂ内に発光素子１３ｂが設置され、該発光素子１３ｂともう一方のリードフレーム１１ｂとがＡｕワイヤー１４ｂで連結されており、その周りが封止樹脂で封止されて砲弾型のレンズ部１５ｂが形成されている。発光ダイオード１Ｂを白色発光ダイオードとする場合には、カップ１２ｂ内に蛍光体を分散させた樹脂を充填して発光素子１３ｂを封入した状態で、その周りを封止樹脂で封止してレンズ部１５ｂを形成する。
レンズ部１５ｂの半球部分の直径ｄ２は、０．２〜５ｍｍが好ましく、０．５〜３ｍｍがより好ましい。レンズ部１５ｂの円柱部分の高さｄ３は、０．２〜８ｍｍが好ましく０．３〜６ｍｍがより好ましい。
【００３３】
本離型フィルムは、前述した略半球型または砲弾型のレンズ部を有する発光ダイオードの製造において、該レンズ部の形状に対応する形状のキャビティに沿ってピンホールや破断を生じることなく変形し、キャビティ面に密着できる。そのため、良好な品質の発光ダイオードを安定して製造できる。
【００３４】
＜発光ダイオードの製造方法＞
本発明の発光ダイオードの製造方法は、金型により、発光素子を封止樹脂で封止して発光ダイオードを製造する方法において、本離型フィルムを用いることを特徴とする。本発明の発光ダイオードの製造方法は、本離型フィルムを使用する以外は、公知の製造方法が使用できる。
レンズ部の形成方法としては、圧縮成形法またはトランスファー成形法が挙げられる。製造装置（金型）としては、公知の圧縮成形装置またはトランスファー成形装置が使用できる。製造条件も、公知の発光ダイオードの製造方法における条件と同じ条件が使用できる。
【００３５】
本発明の発光ダイオードの製造方法は、下記工程（ａ）〜（ｅ）を有する。
（ａ）本離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
（ｂ）前記本離型フィルムを金型のキャビティ面側に真空吸引する工程。
（ｃ）発光素子をキャビティ内の所定の位置に配置する工程。
（ｄ）キャビティ内に封止樹脂を充填し、該封止樹脂により前記発光素子を封止して発光ダイオードを得る工程。
（ｅ）金型内から発光ダイオードを取り出す工程。
【００３６】
以下、本発明の発光ダイオードの製造方法の一実施形態例として、前記発光ダイオード１Ａをトランスファー成形法により製造する場合について詳細に説明する。
用いる金型３は、図２に示すように、上型３１と下型３２を有する。
上型３１側には、発光ダイオード１Ａのレンズ部１３ａの形状に対応する形状のキャビティ３３と、キャビティ３３に封止樹脂を導く凹状の樹脂導入部３４が形成されている。
下型３２側には、図２に示すように、封止樹脂を配置する樹脂配置部３５が形成されており、樹脂配置部３５内に封止樹脂を上型３１へと押し出すプランジャ３６が設置されている。
【００３７】
上型３１のキャビティ面３３ａは、高品質なレンズ部が形成されやすく、光学特性に優れた発光ダイオードが得られやすい点から、平滑であることが好ましい。
キャビティ面３３ａを梨地とすれば、本離型フィルムをより効率的にキャビティ面３３ａに真空吸着できるが、得られる発光ダイオード１Ａのレンズ部１３ａに変形が生じてレンズ精度が悪化するおそれがある。
【００３８】
工程（ａ）：
図３に示すように、金型３の上型３１のキャビティ３３を覆うように本離型フィルム４を配置する。本離型フィルム４は、キャビティ３３、樹脂導入部３４の全体を覆うように配置することが好ましい。
【００３９】
工程（ｂ）：
金型３におけるキャビティ３３の外部に形成した溝を通じて真空吸引し、本離型フィルム４と、キャビティ３３および樹脂導入部３４の間の空間を減圧し、図４に示すように、本離型フィルム４を引き延ばして変形させて、金型３の上型３１に真空吸着させる。
高温環境下での離型フィルム４の強度、厚さ、またキャビティ３３の形状により、必ずしも離型フィルム４はキャビティ３３に密着するとは限らない。図４に示すように、本実施形態の工程（ｂ）の真空吸着の段階では、本離型フィルム４は、キャビティ面３３ａに完全には密着していない。
【００４０】
工程（ｃ）：
図５に示すように、発光素子１２ａを実装した基板１１ａを、基板設置部３７に設置して金型３を閉じ、発光素子１２ａをキャビティ３３内の所定の位置に配置する。また、樹脂配置部３５のプランジャ３６上には、封止樹脂Ｘを配置しておく。
【００４１】
封止樹脂Ｘとしては、発光ダイオードの発光素子を封止するのに通常、透明樹脂が使用される。また、光拡散性を目的に添加剤等を含有した乳白色の透明樹脂を用いることもある。
封止樹脂Ｘとしては、シリコーン樹脂（商品名「ＬＰＳ−３４１２Ａ」、「ＬＰＳ−３４１２Ｂ」（以上、信越化学社製）等。）、エポキシ樹脂（日本化薬社製のＳＥＪ−０１Ｒ）等の熱硬化性樹脂が好ましい。
【００４２】
工程（ｄ）：
図６に示すように、下型３２のプランジャ３６を押し上げ、樹脂導入部３４を通じてキャビティ３３内に封止樹脂Ｘを充填する。次いで、金型３を加熱し、封止樹脂Ｘを硬化させ、発光素子１２ａを封止するレンズ部１３ａを形成する。
本実施形態では、工程（ｄ）において、キャビティ３３内に封止樹脂Ｘが充填されることにより、樹脂圧力により本離型フィルム４がさらにキャビティ面３３ａ側に押し込まれ、引き延ばされて変形することによりキャビティ面３３ａに密着する。そのため、キャビティ３３の形状に対応する略半球型のレンズ部１３ａが形成される。
【００４３】
金型３の加熱温度、すなわち封止樹脂Ｘの加熱温度は、１００〜１８５℃が好ましく、１１０〜１４０℃がより好ましい。加熱温度が１００℃以上であれば、発光ダイオードの生産性が向上する。加熱温度が１８５℃以下であれば、封止樹脂Ｘの劣化を抑制しやすい。また、封止樹脂Ｘの熱膨張率に起因するレンズ部１３ａの形状変化、また発光ダイオードの保護が特に求められる場合には、前記範囲内においてできるだけ低い温度で加熱することが好ましい。
【００４４】
封止樹脂Ｘの充填時の樹脂圧は、２〜３０ＭＰａが好ましく、３〜１０ＭＰａがより好ましい。圧力が２ＭＰａ以上であれば、封止樹脂Ｘの充填不足等の欠点が生じることを抑制しやすい。圧力が３０ＭＰａ以下であれば、良好な品質の発光ダイオードが得られやすい。封止樹脂Ｘの樹脂圧は、プランジャ３６により調整できる。
【００４５】
工程（ｅ）：
図７に示すように、樹脂導入部３４内で封止樹脂Ｘが硬化した硬化物１４ａが付着した状態の発光ダイオード１Ａを金型３から取り出し、硬化物１４ａを切除する。
本実施形態の製造方法では、レンズ部１３ａ形成後の金型３内で、形成したレンズ部１３ａとキャビティ面３３ａの間に本離型フィルム４が配置されているため、発光ダイオード１Ａを金型３から容易に離型できる。
【００４６】
本実施形態では、工程（ａ）および工程（ｂ）と、工程（ｃ）の順序は特に限定されない。例えば、基板１１ａおよび発光素子１２ａをキャビティ内の所定の位置に配置（工程（ｃ））した後に、本離型フィルム４を、金型３のキャビティ３３上に配置（工程（ａ））して、該本離型フィルム４を金型３のキャビティ面３３ａ側に真空吸引（工程（ｂ））してもよい。
【００４７】
本発明の発光ダイオードの製造方法は、前述の略半球型のレンズ部を有する発光ダイオードの製造と同様にして、砲弾型のレンズ部を有する発光ダイオードの製造にも適用できる。この場合、砲弾型のレンズ部に対応するキャビティを有し、発光素子を所定の位置に設置できる金型を用い、前記工程（ａ）〜（ｅ）を実施すればよい。
【００４８】
また、本発明の発光ダイオードは、本離型フィルムを用いて圧縮成形法により製造することも好ましい。圧縮成形法は、特開２００８−１１４４２８号公報等に記載されているように、発光ダイオードの製造に一般的に用いられている方法である。
例えば、図８に示すように、発光ダイオードのレンズ部の形状に対応する形状の複数のキャビティ５５（図８では８つ）を有する下型５１と、中型５２と、上型５３と、中型５２と上型５３の間に位置して外気を遮断するＯリング５４とを有する圧縮成形用金型５０を用いる方法が挙げられる。
【００４９】
工程（ａ）：
下型５１の各キャビティ５５上に、下型５１と中型５２により挟み込んで固定するようにして、本離型フィルム６を配置する。
工程（ｂ）：
下型５１の各キャビティ５５に本離型フィルム６を真空吸着させる。
工程（ｃ）、（ｄ）：
下型５１のキャビティ５５上に、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透光性を有する液状の封止樹脂Ｘを供給する。その後、各キャビティ５５に対応する位置に複数の発光素子７２（発光ダイオードチップ等。）が装着された基板７１（リードフレーム等。）を上型５３に配置し、圧縮成形用金型５０を閉じ、圧縮成形により所要数個の発光素子を一括して封止して発光ダイオードを製造する。
工程（ｅ）：
圧縮成形用金型４０から発光ダイオードを取り出す。
【００５０】
以上説明した本発明の製造方法によれば、本離型フィルムを用いることで、略半球形状のレンズ部を有する高品質な発光ダイオードを高歩留まりで安定して製造できる。また、本離型フィルムは、ピンホールおよび破断を生じずに容易に引き延ばして変形できるため、多数のキャビティを有する複雑な形状の金型にも適用できる。そのため、発光ダイオードを低コストで一度に大量に製造することもできる。
【００５１】
なお、本発明の発光ダイオードの製造方法は、前記方法には限定されない。例えば、キャビティ内に真空吸引孔を設置した金型を用いてもよい。該金型を用いれば、前記金型３を用いる方法に比べて効率的に本離型フィルムをキャビティ面に真空吸着できる。しかし、発光ダイオードのレンズ部に、離型フィルムを介して吸着孔跡が転写されるため、レンズ精度が悪化しやすい。
【００５２】
以下、本離型フィルムの作用効果について説明する。
従来、金型を用いてレンズ部を形成する場合には、充分な引張破断伸度を有すると思われる離型フィルムを用いても、該フィルムにピンホールや破断が発生することがあった。例えば、略半球型のレンズ部を形成する金型において、キャビティの底を含む断面（半円）の円周の長さｘと、キャビティの直径ｙとの比（ｘ：ｙ）は、π／２：１（＝πｒ：２ｒ）である。そうすると、離型フィルムが最も大きく引き伸ばされる、キャビティの底（中心）を通る線上の部分でも、離型フィルムが引き延ばされる割合（伸度）は計算上１６０％程度である。このことから、計算上は、引張破断伸度が２００％の離型フィルムを用いれば、該フィルムにピンホールや破断を生じさせずに発光ダイオードを製造できると考えられる。
【００５３】
しかし、本発明者がこの点について詳細に検討したところ、略半球形状の発光ダイオードの製造においては、引張破断伸度が６００％以上でなければ、離型フィルムにピンホールや破断が生じることを抑制できないことが判明した。該理由は、以下のように考えられる。
レンズ部の形成の際、離型フィルムは、金型のキャビティの縁側からキャビティの底に向かって順にキャビティ面に密着していく。このとき、金型に密着した離型フィルムは真空吸着されるために滑りにくくなり、離型フィルムにおけるキャビティ面に密着した部分はそれ以上ほとんど引き延ばされないと考えられる。つまり、キャビティ内の離型フィルムは、キャビティの底に向かうほど大きく引き伸ばされて変形すると考えられる。そのため、計算上では充分と考えられる引張破断伸度よりも、遥かに高い引張破断伸度を有している離型フィルムを用いなければ、フィルムにピンホールや破断が生じてしまうものと思われる。実際に、離型フィルムのピンホールや破断はキャビティの底付近で多く起きており、該事実はこの考えを裏付けるものと考えられる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例および比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［引張破断伸度］
離型フィルムの引張破断伸度（単位：％）は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準拠して測定した。厚さ５０μｍの離型フィルムを、試験片タイプ５ダンベルで打ち抜き、試験フィルムを作成した。該試験フィルムについて、温度１１０℃、引張速度５０ｍｍ／分の条件で引張試験を行い、引張破断伸度を測定した。【００５５】
［破れ、ピンホールの有無］
発光ダイオードを製造した後、離型フィルムの破れ、ピンホールの発生状況を目視にて調べた。【００５６】
［離型フィルムの金型への追従性］
発光ダイオードを製造した後、離型フィルムの金型への追従性を目視にて下記基準で評価した。
○（良好）：キャビティ面とフィルム面の隙間が無かった。
×（不良）：キャビティ面とフィルム面の隙間あった。【００５７】
［レンズ部の形状評価］
得られた発光ダイオードのレンズ部の形状の評価は、目視により下記基準で行った。
○（良好）：局所的な凹凸が無かった。
×（不良）：離型フィルムの破れに基づく局所的な凹凸があった。【００５８】
［実施例１］
（離型フィルムの製造）
フッ素樹脂として、ポリマー組成が、ＴＦＥに基づく繰返し単位／Ｅに基づく繰返し単位／ＰＦＢＥに基づく繰返し単位＝５６．３／４０．７／３．０（モル比）であるＥＴＦＥ（ＭＦＲ（ＡＳＴＭ  Ｄ３１５９準拠、荷重５ｋｇ、測定温度２９７℃）：１５ｇ／１０分）を用いた。厚さが５０μｍになるようにリップを調整した押出機により、前記ＥＴＦＥを３２０℃で溶融押出しし、厚さ５０μｍの離型フィルム（ＥＴＦＥフィルム）を得た。
該離型フィルムの１１０℃における引張破断伸度は６８０％であった。【００５９】
（発光ダイオードの製造）
発光素子としては、白色発光素子（動作電圧：３．５Ｖ、消費電流：１０ｍＡ）を用いた。また、金型は、図２に例示した金型３を用いた。キャビティ３３の形状は、直径０．７ｍｍの略半球型のレンズ部に対応する形状とした。
該金型３のキャビティ３３を覆うように前記離型フィルムを配置した。キャビティ３３の中心（底）に対応する位置に発光素子が位置するように、下型３２に前記白色発光素子を実装した基板を配置した。真空吸引により前記離型フィルムを上型３１に真空吸着させ、キャビティ３３内に透明シリコーン樹脂（ＬＰＳ−３４１２ＡおよびＬＰＳ−３４１２Ｂ（以上、信越化学社製）の等量混合物）を充填した。金型３を加熱して該樹脂を硬化させ、略半球型のレンズ部を形成した。金型の加熱温度は１１０℃、圧力は５ＭＰａとした。また、硬化時間は５分とした。その後、金型から発光ダイオードを取り出した。【００６０】
［実施例２］
厚さが１００μｍになるようにリップを調整した以外は、実施例１と同様にして厚さ１００μｍの離型フィルム（ＥＴＦＥフィルム）を得た。また、該離型フィルムを用いて、実施例１と同様にして発光ダイオードを製造した。【００６１】
［比較例１および２］
表１に示す厚さになるようにリップを調整した以外は、実施例１と同様にして離型フィルム（ＥＴＦＥフィルム）を得た。また、該離型フィルムを用いて、実施例１と同様にして発光ダイオードを製造した。【００６２】
［比較例３〜６］
フッ素樹脂として、ポリマー組成が、ＴＦＥに基づく繰返し単位／Ｅに基づく繰返し単位／ＰＦＢＥに基づく繰返し単位＝５２．３／４６．４／１．３（モル比）あるＥＴＦＥ（ＭＦＲ（ＡＳＴＭ  Ｄ３１５９準拠、荷重５ｋｇ、測定温度２９７℃）：１１．５ｇ／１０分）を用い、表１に示す厚さになるようにリップを調整した以外は、実施例１と同様にして離型フィルムを得た。
該離型フィルムの１１０℃における引張破断伸度は５５０％であった。
該離型フィルムを用いて、実施例１と同様にして発光ダイオードを製造した。
実施例および比較例における離型フィルムの破れ、ピンホールの有無、金型への追従性の評価、およびレンズ部の形状評価を表１に示す。【００６３】
【表１】
2011037034.tif 000003
【００６４】
表１に示すように、実施例１および２では、離型フィルムにピンホールや破断が生じず、また離型フィルムの金型への追従性も良好であった。また、良好な形状のレンズ部を有する高品質な発光ダイオードが製造できた。
一方、実施例と同等の引張破断伸度であるが、厚さの薄い離型フィルムを用いた比較例１では、離型フィルムにピンホールや破断が生じ、離型フィルムの金型への追従性が劣っていた。また、レンズ部の形状が不良な品質の低い発光ダイオードが得られた。
また、実施例と同等の引張破断伸度であるが、厚さの厚い離型フィルムを用いた比較例２では、離型フィルムにピンホールや破断は生じなかったものの、離型フィルムの金型への追従性が劣っており、レンズ部の形状が不良な品質の低い発光ダイオードが得られた。
また、引張破断伸度が５５０％で厚さ２５〜１００μｍの離型フィルムを用いた比較例３〜５では、離型フィルムにピンホール、破断が生じ、離型フィルムの金型への追従性が劣っていた。また、レンズ部の形状が不良な品質の低い発光ダイオードが得られた。
また、引張破断伸度が５５０％で厚さ２００μｍの離型フィルムを用いた比較例６では、離型フィルムにピンホールや破断は生じなかったものの、離型フィルムの金型への追従性が劣っており、レンズ部の形状が不良な品質の低い発光ダイオードが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の離型フィルムは、発光ダイオードの発光素子を封止するレンズを形成するための金型のキャビティ内に配置される離型フィルムとして有用である。
なお、２００９年９月２４日に出願された日本特許出願２００９−２１８９２０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１Ａ、１Ｂ  発光ダイオード  １１ａ  基板  １２ａ  発光素子  １３ａ  レンズ部  １１ｂ  リードフレーム  １２ｂ  カップ  １３ｂ  発光素子  １４ｂ  Ａｕワイヤー  １５ｂ  レンズ部  ３  金型  ３１  上型  ３２  下型  ３３  キャビティ  ３３ａ  キャビティ面  ４  本離型フィルム  ５０  圧縮成形用金型  ５１  下型  ５２  中型  ５３  上型  ５４  Ｏリング  ５５  キャビティ  ６  本離型フィルム  ７１  基板  ７２  発光素子
【図１】
2011037034.tif 000004
【図２】
2011037034.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011037034.tif 000011
【国際調査報告】
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2011037034.tif 000014
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